趙繼偉，高楊

（中國建筑一局（集團(tuán)）有限公司，北京 100161）

1 工程概況

羅漢山2#隧道是荊門市西城區(qū)荊山大道控制工程，是連接深圳大道與象山大道的重要通道，隧道按城市主干路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)速50km/h，雙向4車道，全長2 489.5m，根據(jù)地勘資料顯示隧道覆土較淺最小埋深僅為2m，圍巖主要為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，巖體較軟，層理走向于線路方向垂直，且傾角大，巖體節(jié)理十分發(fā)育。在隧道開挖過程中極易發(fā)生洞頂坍塌冒頂?shù)氖鹿省Ｒ虼?，該段隧道施工前必須制訂安全可靠、切?shí)可行的施工方案，才能保證施工安全順利進(jìn)行。

2 施工方案的選擇

羅漢山2#隧道右線YK5+350～YK5+425區(qū)段橫向坡度較大，隧道覆土較淺，初步設(shè)計(jì)該段施工前需采用水泥穩(wěn)定土（摻5%水泥）進(jìn)行反壓回填，再通過暗挖完成隧道施工。實(shí)際施工條件因現(xiàn)場征地困難，擬采用地表注漿方式，加固淺埋土體。該方案具有以下的優(yōu)勢：

1）將原有松散的土質(zhì)固結(jié)改善圍巖的力學(xué)性能，減小圍巖對初期支護(hù)和二襯的壓力；

2）注漿鋼花管懸掛巖土體，防止塌方冒頂；

3）注漿可以封堵地表水下滲通道，可防止地表水下滲軟化圍巖。

綜合考慮結(jié)果，確定采用地表注漿加固地層和堵水的方案。

3 地表注漿方案

3.1 注漿范圍

隧道縱向?yàn)閅K5+350～YK5+425段，長共計(jì)75m，僅對該范圍內(nèi)覆土厚度小于5m的區(qū)段進(jìn)行注漿加固。隧道橫斷面方向?qū)挾劝凑兆笥覀?cè)起拱線以外0.5m，寬共計(jì)12.85m。

3.2 注漿小導(dǎo)管

采用φ42mm×3.5mm熱扎無縫鋼管，鋼花管長度4.5～10m不等，另在端部留1m不打孔作為注漿施工時(shí)的止?jié){段。

3.3 注漿孔布置

橫縱間距1.5m×1.5m，梅花形布置，具體入土深度，視具體隧道斷面頂部覆蓋層厚度進(jìn)行布置，深入至風(fēng)化巖層1m。

3.4 注漿材料

注漿采用水泥漿（另加5%水玻璃）。水泥漿液原材料中的水泥采用 P·O42.5 水泥，水灰比 1∶1（重量比）。

3.5 注漿壓力

注漿壓力控制在0.5～1.0MPa。

3.6 注漿量

計(jì)算公式為:

式中，Q為總注漿量，m3；A為注漿范圍巖層體積，m3；n為圍巖空隙率，全強(qiáng)風(fēng)化砂巖層取5%；α為漿液充填系數(shù)，取0.8；p為注漿材料損耗系數(shù)，取0.1。最終注漿量需以施工現(xiàn)場實(shí)際用量為準(zhǔn)。

4 地表注漿施工技術(shù)

4.1 施工工藝流程

地表注漿施工主要包括鉆孔、注漿等。施工工藝流程為：測量放樣→坡面處理→鉆孔、清孔→鉆孔檢驗(yàn)→安裝小導(dǎo)管→注漿試驗(yàn)→注漿→效果檢查。

4.2 鉆孔施工

清表完成后，根據(jù)測量技術(shù)交底標(biāo)注出的鉆孔位置和深度，不可侵入隧道開挖凈空,使用地質(zhì)鉆機(jī)垂直于清表后坡面的方向進(jìn)行鉆孔[1]。鉆孔孔徑必須大于小導(dǎo)管管徑10mm，成孔后，檢查其深度、孔徑等滿足要求。

4.3 施作小導(dǎo)管

小導(dǎo)管管頭做成10cm的尖端，尾部用φ6.5mm鋼筋焊接環(huán)向加強(qiáng)箍，距尾部15cm處設(shè)止?jié){環(huán)，尾部1m范圍內(nèi)不打孔，作為注漿時(shí)的止?jié){段，其余部分四周鉆四排8mm壓漿孔，單排孔間距15cm，各排注漿孔梅花形交錯(cuò)布置。清孔完成，將小導(dǎo)管用鉆機(jī)頂入孔內(nèi)。

4.4 注漿

注漿施工分2步進(jìn)行，首先，在各分區(qū)（孔深不同的部位）中和不同土質(zhì)中，選取典型斷面上的孔位分別進(jìn)行注漿試驗(yàn)，以確定不同孔深、不同土質(zhì)中的土的空隙率，以及在施工中合理的施工工藝，檢查機(jī)械設(shè)備和各種管路的性能[2]。其次，注漿試驗(yàn)完成后，方可在注漿試驗(yàn)成果的指導(dǎo)下，組織進(jìn)行大面積施工。（1）采用“鉆一孔→檢驗(yàn)一孔→注一孔”全孔一次性注漿的施工工藝。（2）地勢較陡峻部位注漿時(shí)采用單孔注漿，地勢較平緩部位采用群管注漿，一次注漿管數(shù)可為3～5孔，以加快施工進(jìn)度。

4.5 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

注漿時(shí)，安排專人要全程監(jiān)控注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情況，防止堵管、跑漿和漏漿。采用注漿量和終壓控制2項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行雙控，注漿壓力從小到大，當(dāng)單孔注漿量達(dá)到注漿試驗(yàn)確定的注漿量,注漿壓力達(dá)到要求終壓可結(jié)束本孔注漿，當(dāng)注漿壓力達(dá)到要求終壓，而注漿量仍達(dá)不到注漿試驗(yàn)確定的注漿量，且10min內(nèi)注漿量無明顯增加時(shí)，亦可結(jié)束本孔注漿。

4.6 注漿效果檢查

查閱注漿過程中的記錄資料，觀察注漿量和注漿壓力變化是否合理，是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.7 注漿注意事項(xiàng)

注漿注意以下事項(xiàng)：

1）地表注漿施工必須對已埋設(shè)的地表沉降觀測樁點(diǎn)的保護(hù)；

2）鉆孔施工與注漿施工要連續(xù)進(jìn)行，合理銜接，鉆孔檢驗(yàn)合格后及時(shí)完成注漿，盡快固結(jié)下部土體，截?cái)嗟乇砑暗叵滤臐B流通道；

3）注漿過程中安排專人要全程監(jiān)控注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情況，防止堵管、跑漿和漏漿；

4）注漿過程中必須做好注漿記錄，以便分析注漿效果。

5 注漿效果評價(jià)

注漿施工從 2020年6月10日開始至6月20日止，通過此次施工取得如下效果：

1）確保了施工安全和施工質(zhì)量目前該段隧道施工已順利通過，通過地表注漿加固，使隧道拱部形成1層具有一定強(qiáng)度和承載能力的殼狀覆蓋層，確保了開挖與初期支護(hù)過程中隧道的穩(wěn)定[3]。

2）采用此方法加快了施工進(jìn)度，保證了隧道施工工期。地表注漿完成后，注漿施工范圍內(nèi)土體得到固結(jié)，隧道開挖過程中洞內(nèi)未出現(xiàn)塌方、涌水等現(xiàn)象。

6 結(jié)論

1)本隧道施工的關(guān)鍵是固結(jié)土體防止開挖過程中出現(xiàn)冒頂、塌方等現(xiàn)象，采取地表注漿加固土體能夠有效地防止上述現(xiàn)象發(fā)生 。

2)通過地表注漿將整個(gè)松散體固結(jié)形成完整性好、強(qiáng)度高的土巖混合體，同時(shí)，配合洞內(nèi)超前支護(hù)、環(huán)形開挖預(yù)留核心土法等施工工藝，保證了施工質(zhì)量及施工安全。

3)嚴(yán)格科學(xué)的注漿管理是取得良好效果的有力保證，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力、進(jìn)漿量等參數(shù)，及時(shí)調(diào)整注漿參數(shù)以達(dá)到理想的注漿效果。